JP2014037034A - 超音波研削ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動子及び研削砥石を備えた研削ホイールにおいて、研削砥石を押圧方向に十分に超音波振動させる。
【解決手段】超音波振動子１４を砥石プレート１２の連結面１２ａに配設するとともに、砥石プレート１２を、第２の開口部１２１から外周側に向けて厚みが増す形状に形成することにより、超音波振動子１４から発生する振動が、砥石プレート１２を縦方向に伝播して研削砥石１３に到達するため、研削砥石１３を押圧方向に振動させることができる。したがって、研削力が向上し、難研削材の研削が可能となるとともに、研削砥石１３の自生発刃を促進することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、研削装置に搭載されて使用され、超音波によって研削砥石を振動させて被加工物の研削を行う研削ホイールに関する。

研削砥石を備えた研削ホイールを回転させ、回転する研削砥石を被加工物に接触させて押圧することにより研削を行う研削装置においては、研削ホイールに超音波振動子を備え、超音波振動を研削砥石に伝播させて研削砥石を振動させることにより、難研削材の研削の促進を図っている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１１−１５２６０５号公報 特開２００８−０２３６９３号公報

しかし、超音波振動子は、研削ホイールの底板に固定されるため、超音波振動子から発生する超音波振動は、その大部分が、底板の面方向、すなわち研削ホイールの厚さ方向（押圧方向）に対して直交する方向の振動となって、横方向に伝播する。したがって、研削砥石の押圧方向（縦方向）の振動が十分ではないため、難研削材の研削が依然として困難であるとともに、研削砥石の自生発刃の促進も十分でないという問題がある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、超音波振動子及び研削砥石を備えた研削ホイールにおいて、研削砥石を押圧方向に十分に超音波振動させることを課題とする。

本発明は、板状ワークを研削する研削装置に備えた回転可能なスピンドルの先端のホイールマウントに装着され、環状に研削砥石が配列された研削ホイールに関し、研削ホイールは、中央に第1の開口部を有し、ホイールマウントに装着される装着面を一方の面に備えた環状の装着プレートと、装着プレートを構成する装着面の反対面側の外周部に連結される環状の側壁と、中央に第２の開口部を有するとともに、側壁のうち装着プレートに連結される端部の他端側が連結される連結面と、研削砥石が固着される砥石装着面とを備えた環状の砥石プレートとから構成され、連結面には、第２の開口部より外周側に環状の超音波振動子が配設され、砥石装着面は、第２の開口部から外周側に向けて傾斜する傾斜面を備え、傾斜面の外周側に研削砥石が固着され、砥石プレートは、第２の開口部から外周側に向けて厚みが増す形状としている。

本発明は、超音波振動子を砥石プレートの連結面に配設するとともに、砥石プレートを、第２の開口部から外周側に向けて厚みが増す形状に形成したことにより、超音波振動子から発生する振動が、砥石プレートを縦方向に伝播して研削砥石に到達するため、研削砥石を押圧方向に振動させることができる。したがって、研削力が向上し、難研削材の研削が可能となるとともに、研削砥石の自生発刃を促進することができる。

研削ホイール、ホイールマウント及びスピンドルを示す分解斜視図である。 研削ホイールを示す断面図である。 研削ホイールをホイールマウントに装着した状態を示す断面図である。 研削ホイールを搭載した研削装置を示す斜視図である。

図１及び図２に示す研削ホイール１は、回転可能なスピンドル２の先端のホイールマウント３に装着されるもので、ホイールマウント３に固定される環状の装着プレート１０と、装着プレート１０の外周部から垂下する環状の側壁１１と、側壁１１の下部に連結される砥石プレート１２とから構成されている。図示の例では、装着プレート１０と側壁１１と砥石プレート１２とが一体に連結されている。

装着プレート１０の中央部には、表裏を貫通する円形の第１の開口部１００が形成されている。また、装着プレート１０には、所定の間隔をおいて複数のネジ穴１１０が形成されている。装着プレート１０の上面１０ａは、ホイールマウント３に装着される装着面となっている。

図２に示すように、側壁１１は、上端部が、装着プレート１０の上面１０ａの反対面である下面１０ｂ側の外周部に連結されている。一方、側壁１１の下端部は、砥石プレート１２の上面である連結面１２ａに連結されている。

砥石プレート１２の中央部には、第１の開口部１００よりも小径の第２の開口部１２１が形成されている。砥石プレート１２は、第２の開口部から外周側に向けて厚みが増すリング状に形成されており、その上面１２ａは、側壁１１の下端部が連結される連結面となっている。一方、下面１２０は、研削砥石１３が固着される砥石装着面であり、第２の開口部１２１から外周側に向けて下方に傾斜する傾斜面１２ｂと、傾斜面１２ｂの外周側に連なり上面１２ａと平行な平行面１２ｃとから構成されている。平行面１２ｃには、複数の研削砥石１３が環状に配列されて固着されている。

砥石プレート１２の上面１２ａには、第２の開口部１２１より外周側に環状の超音波振動子１４が固着されている。この超音波振動子１４は、上面１２ａのうち、第２の開口部１２１に近い側に配置されている。

図１に示すように、ホイールマウント３には、装着プレート１０に形成されたネジ穴１１０と対面する位置に貫通孔３０が形成されており、ボルト３１を貫通孔３０に挿通しネジ穴１０に螺着することにより、ホイールマウント３に研削ホイール１が装着される。

スピンドル２には、スピンドル２を軸方向に貫通する貫通孔２０が形成されており、この貫通孔２０の下端部には、貫通孔２０より拡径したコネクタ挿入孔２１が形成されている。コネクタ挿入孔２１には凹型コネクタ２２が挿入されており、この凹型コネクタ２２には、超音波振動子１４に接続された凸型コネクタ２３が嵌合している。

貫通孔２０の内部には、導線２４が挿入されており、この導線２４の下端は凹型コネクタ２２に接続され、上端は電源２６に接続されている。

図３に示すように、凹型コネクタ２２から下方にのびる導線２５は、超音波振動子１４に接続されており、貫通孔２０を通る導線２４及び導線２５を介して供給される電力によって超音波振動子１４を振動させることができる。

このように構成される研削ホイール１では、超音波振動子１４が振動すると、その振動が砥石プレート１２を介して研削砥石１３に伝わる。砥石プレート１２は、第２の開口部１２１から外周側に向けて厚みが増すリング状に形成されており、その傾斜面１２ｂが外周側に向けて下方に傾斜しているため、超音波振動子１４の縦方向の振動を研削砥石１３に効果的に伝えることができる。

以上のように構成される研削ホイール１は、例えば図４に示す研削装置４に搭載されて使用される。この研削装置４は、回転可能であるとともに水平方向に移動可能なチャックテーブル５と、チャックテーブル５に保持された被加工物Ｗを研削する研削手段６とを備えている。

研削手段６は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル２と、スピンドル３の下端に固定されたホイールマウント３と、ホイールマウント３に装着された研削ホイール４とを備えている。スピンドル２は、その上端がモータ６０に連結されており、モータ６０に駆動されてスピンドル２が回転することにより、研削ホイール１も回転する構成となっている。

研削手段６は、研削送り手段７によって昇降可能に支持されている。研削送り手段７は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ７０と、ボールネジ７０と平行に配設された一対のガイドレール７１と、ボールネジ７０の一端に連結されたモータ７２と、側部がガイドレール７１に摺接するとともに内部のナット構造がボールネジ７０に螺合する昇降板７３と、昇降板７３に連結され研削手段６を保持するホルダ７４とを備え、モータ７２に駆動されてボールネジ７０が回動するのにともない昇降板７３が昇降し、ホルダ７４に保持された研削手段６が昇降する構成となっている。

チャックテーブル５において板状ワークＷが保持されると、チャックテーブル５が研削手段６の下方に移動する。そして、チャックテーブル５が回転するとともに、モータ６０が研削ホイール１を回転させ、研削送り手段７が研削手段６を降下させて、回転する研削砥石１３を板状ワークＷに接触させる。

板状ワークＷの研削中は、図１−３に示した超音波振動子１４を振動させることにより、研削砥石１３を振動させる。図２及び図３に示したように、砥石プレート１２は、第２の開口部１２１から外周側に向けて厚みが増すリング状に形成されており、その傾斜面１２ｂが外周側に向けて下方に傾斜しているため、超音波振動子１４の縦方向、すなわち押圧方向の振動を研削砥石１３に効果的に伝えることができる。したがって、板状ワークＷがサファイア等の難研削材である場合も、研削を行うことができ、研削砥石１３の自生発刃も促進される。

１：研削ホイール
１０：装着プレート １０ａ：上面（装着面） １０ｂ：下面
１００：第１の開口部 １１０：ネジ穴
１１：側壁
１２：砥石プレート
１２ａ：上面（連結面）
１２０：下面 １２ｂ：傾斜面 １２ｃ：平行面
１２１：第２の開口部
１３：研削砥石 １４：超音波振動子
２：スピンドル
２０：貫通孔 ２１：コネクタ挿入孔 ２２：凹型コネクタ ２３：凸型コネクタ
２４、２５：導線 ２６：電源
３：ホイールマウント
３０：貫通孔 ３１：ボルト
４：研削装置
５：チャックテーブル
６：研削手段 ６０：モータ
７：研削送り手段
７０：ボールネジ ７１：ガイドレール ７２：モータ ７３：昇降板 ７４：ホルダ

Claims (1)

1. 板状ワークを研削する研削装置に備えた回転可能なスピンドルの先端のホイールマウントに装着され、環状に研削砥石が配列された研削ホイールであって、
   該研削ホイールは、
   中央に第1の開口部を有し、該ホイールマウントに装着される装着面を一方の面に備えた環状の装着プレートと、
   該装着プレートを構成する該装着面の反対面側の外周部に連結される環状の側壁と、
   中央に第２の開口部を有するとともに、該側壁のうち該装着プレートに連結される端部の他端側が連結される連結面と、該研削砥石が固着される砥石装着面と、を備えた環状の砥石プレートと、
   から構成され、
   該連結面には、該第２の開口部より外周側に環状の超音波振動子が配設され、
   該砥石装着面は、該第２の開口部から外周側に向けて傾斜する傾斜面を備え、該傾斜面の外周側に該研削砥石が固着され、
   該砥石プレートは、該第２の開口部から外周側に向けて厚みが増す形状とした超音波研削ホイール。

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